現代的防彈衣靠幾層布就可以防彈?軍工廠的人告訴你

作為一種重要的個人防護裝備,防彈衣經歷了由鋼板向非金防彈衣的過渡,現在的防彈衣早已不在採用鋼板為防護材料,換成我們常說的“凱夫拉”芳綸材料為主要的防彈材料。

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吸收子彈動能的芳綸纖維

芳綸全稱為"聚苯二甲酰苯二胺",英文為Aramid fiber,是一種新型高科技合成纖維,具有超高強度、高模量和耐高溫、耐酸耐鹼、重量輕等優良性能,其強度是鋼絲的 5~6倍 ,模量為鋼絲或玻璃纖維的2~3倍,韌性是鋼絲的2倍,而重量僅為鋼絲的1/5左右,在560度的溫度下,不分解,不融化。它具有良好的絕緣性和抗老化性能,具有很長的生命週期。芳綸的發現,被認為是材料界一個非常重要的歷史進程。

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軟制防彈纖維的防彈原理

防彈衣的防彈機理是通過防彈材料消釋彈頭的動能,以高性能纖維為主要防彈材料的軟體防彈衣,利用以高強纖維為原料的織物“抓住”子彈或彈片來達到防彈的目的。

研究表明,軟體防彈背心吸收能量的方式有以下五種:(1)織物的變形:包括子彈入射方向的變形和入射點臨近區域的拉伸變形;(2)織物的破壞:包括纖維的原纖化、纖維的斷裂、紗線結構的解體以及織物結構的解體;(3)熱能:能量通過摩擦以熱能的方式散發;(4)聲能:子彈撞擊防彈層後發出的聲音所消耗的能量;(5)彈體的變形。為提高防彈能力而發展起來的軟硬複合式防彈衣,其防彈機理可以用“軟硬兼施”來概括。

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95步槍15米距離測試

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95步槍15米距離測試

子彈擊中防彈衣時,首先與之發生作用的是硬質防彈材料如鋼板或增強陶瓷材料等。在這一瞬間的接觸過程中,子彈和硬質防彈材料都有可能發生形變或斷裂,消耗了子彈的大部分能量。高強纖維織物作為防彈衣的襯墊和第二道防線,吸收、擴散子彈剩餘部分的能量,並起到緩衝的作用,從而儘可能地降低了非貫穿性損傷。在這兩次防彈過程中,前一次發揮著主要的能量吸收作用,大大降低了射體的侵徹力,是防彈的關鍵所在。

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子彈就被這麼幾層布料防住了

受彈擊後,子彈的動能可通過交織點上紗線的相互作用得以傳遞,從而使子彈或彈片的衝擊力能在較大區域內吸收。紗線受到的拉伸作用大大增強,在超過其斷裂強度後斷裂。

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步槍子彈的威力巨大,僅靠軟制的芳綸材料是不行的,這就遇到了第二個防彈材料----陶瓷。軟式防彈背心無法阻止具有足夠初速或較重的直射彈頭侵入人體,因此有必要附加堅硬金屬或陶瓷,即軟、硬質材料結合,將兩種護層集成在一起,才能起到對人體的保護作用從而達到防彈的目的。這種複合式防彈衣的防彈機理是這樣的:當子彈擊中防彈衣時,首先與防彈衣中第一道防線的防彈鋼板或增強陶瓷板或複合板接觸,在這接觸的瞬間,子彈和硬質防彈材料都可能龜裂,於是消耗了子彈大部分能量。而軟質防彈材料作為第二道防線,吸收並擴散子彈剩餘部分的能量,並起到緩衝作用,從而阻止並降低了貫穿性損傷。

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陶瓷防彈板

防彈衣上最常使用的就是氧化鋁陶瓷(AI²O³),碳化硅陶瓷(SiC),碳化硼陶瓷(B4C)。

其各自特點為:

氧化鋁 :陶瓷密度最高,但硬度相對較低,加工門檻較低,價格較為便宜。業內更具不同的純度分為-85/90/95/99氧化鋁陶瓷,其標號越高說明純度越高,硬度和價格也越高

碳化硅 :密度適中,同樣硬度也相對適中,屬於性價比比較高的結構陶瓷,所以大多數國產防彈衣插板都會使用碳化硅陶瓷。

碳化硼 :陶瓷在這幾種陶瓷中密度最低,強度最高,同時其對加工工藝的要求也很高,需要高溫高壓燒結,所以其價格也是幾種陶瓷裡最貴的。

以五級板為例,雖然重量上氧化鋁陶瓷插板比碳化硅陶瓷插板多200g~300g,比碳化硼陶瓷插板多400g~500g。但價格確實碳化硅陶瓷插板的1/2和碳化硼陶瓷插板的1/6,所以目前氧化鋁陶瓷插板的性價比最高,屬於市場主導產品。

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保護那些正在保護我們的人。


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